Pirani Vakuum Sensoren

Vakuumsensoren – Einführung und Anwendungsbereiche

Ein Vakuumsensor ist ein wesentlicher Bestandteil vieler technologischer Anwendungen und Prozesse. Gerade für Entwickler von medizinischen Geräten und Lüftungstechnik sind die Sensoren sehr interessant. Aber was genau sind Sensoren für Vakuum und warum sind sie so wichtig? Wir zeigen Ihnen die Funktionsweise sowie die Anwendungen von einem Vakuum-Sensor.

Vakuumsensoren einfach erklärt

Ein Vakuumsensor misst den Unterdruck unterhalb des atmosphärischen Drucks. Das bedeutet, er misst den Druck, der niedriger ist als der normale Luftdruck auf der Erdoberfläche. Dies steht im Gegensatz zu einem Drucksensor, der den Druck über dem atmosphärischen Niveau misst. Ein besonderes Merkmal der Sensoren von Posifa ist ihre Eignung für den Hochvakuumbereich. Sie arbeiten nach dem thermischen Prinzip, das als „Pirani“ Prinzip bekannt ist. Daher werden sie oft auch als Pirani Sensoren bezeichnet.

Vorteile von Vakuumsensoren:

Messung von Unterdruck unterhalb des atmosphärischen Drucks
Anwendbar im Hochvakuumbereich dank des Pirani Prinzips
Vielseitige Einsatzmöglichkeiten
Präzise Messungen durch thermisches Prinzip

Die vielen Einsatzbereiche von Vakuumsensoren

Vakuumsensoren haben eine breite Palette von Anwendungen. Sie werden in Gefriertrocknern verwendet, um Lebensmittel oder pharmazeutische Produkte zu konservieren. In Mess- und Kalibriergeräten helfen sie, genaue Messungen unter kontrollierten Bedingungen durchzuführen. Fluggeräte im Orbit, wie Satelliten, nutzen einen Vakuum-Sensor, um den Weltraumdruck zu messen. Darüber hinaus sind sie unerlässlich für Geräte, die chemische oder physikalische Prozesse im Hochvakuum durchführen.

Funktionsweise von Vakuumsensoren im Überblick

Die Funktionsweise eines Vakuumsensors ist im Grunde ähnlich wie die, anderer thermischer Sensoren. Sie bestehen aus einem Silizium-Chip, der ein Heizelement und eine Thermopile enthält. Die Wärme wird von der Luft übertragen. Wenn das Vakuum steigt und die Luft entzogen wird, gibt es weniger Luftmoleküle, die Wärme übertragen können. Dies ist ähnlich dem Prinzip des Schalls. Wenn keine Luft mehr vorhanden ist, kann keine Wärme mehr übertragen werden. Die Thermopile kühlt ab und der Widerstand verändert sich.

Vakuumsensoren von Posifa Technologies

Posifa Technologies revolutioniert die Vakuummessung des Pirani Prinzips vom herkömmlichen Abkühlen eines Thermistors hin zur MEMS Halbleiter Technologie.

Grundlagen der MEMS-Technologie:

Steht für „Micro-Electro-Mechanical Systems“
Kombination von Miniatur-Mechanik und Elektronik
Ermöglicht präzise Sensoren in kompakten Größen
Anwendungen reichen von Medizintechnik bis zu Konsumelektronik

Der Wärmetransport eines im Silizium Chip verwendeten Heizelements zum Thermopile ist hiermit deutlich kleiner und günstiger möglich. Damit realisiert Posifa Vakuummessungen bis zu 10E-4 Torr.

Es stehen unterschiedliche Gehäusebauformen zur Auswahl. Der PVC3001 ist im TO5 oder SMD Gehäuse erhältlich und bietet Zugriff auf das Heizelement und die Thermopile. Der PVC4001 kann in dieser kleinen Bauform in jede Vakuumanwendung integriert werden, und das Ausgangssignal ist ebenfalls kompensiert. Die PVC4101 Serie ist zusätzlich kalibriert. Beim PVC5116 im Edelstahlgehäuse mit KF16 Anschluss ist der Sensor der PVC4101 integriert, was eine anwenderfreundliche Version darstellt. Das Messgerät PVC6116 bietet als Vakuum Gauge direkt austauschbare Alternativen zum PGS500, TTR91, APG100-XM, APG100-XLV sowie 925.

Zuverlässige Vakuumsensoren von BS-rep

BS-rep bietet nicht nur hochwertige Sensoren, sondern auch zahlreiche Vorteile. Mit einem technischen Vorsprung, einem patentierten Design der Produkte und einem technischen Support mit 30 Jahren Erfahrung in der Druck- und Luftströmungsmessung setzt sich BS-rep von anderen Anbietern ab. Kurze Wege und schnelle Reaktionen auf Anfragen sowie eine kürzere Lagerhaltung und Lieferzeiten sind weitere Pluspunkte.

Fazit – Vakuumsensoren mit viel Potenzial

Vakuumsensoren sind unerlässlich für viele technologische Anwendungen. Mit Unternehmen, wie BS-rep, die innovative und zuverlässige Produkte anbieten, können Entwickler sicher sein, dass sie die besten Sensoren für ihre Bedürfnisse erhalten.

Häufig gestellte Fragen

Wie werden Vakuumsensoren gewartet und kalibriert?

Vakuumsensoren, wie alle Präzisionsinstrumente, erfordern regelmäßige Wartung und Kalibrierung, um ihre Genauigkeit zu gewährleisten. Die Wartung von Vakuumsensoren umfasst in der Regel die Reinigung von Sensorelementen und die Überprüfung von elektrischen Verbindungen. Die Kalibrierung erfolgt durch den Vergleich der Messwerte des Sensors mit einem bekannten Referenzstandard. Es ist ratsam, Vakuumsensoren regelmäßig von Fachleuten kalibrieren zu lassen, um ihre optimale Leistung sicherzustellen.

Welche Materialien werden für die Herstellung von Vakuumsensoren verwendet?

Die Materialauswahl für Vakuumsensoren ist entscheidend, da sie die Genauigkeit und Langlebigkeit des Sensors beeinflussen kann. Häufig verwendete Materialien sind Silizium, Edelstahl und spezielle Keramiken. Silizium-Chips werden oft für die Sensorelemente verwendet, während Edelstahl und Keramik für das Gehäuse und die Schutzkomponenten eingesetzt werden. Diese Materialien sind sowohl robust als auch resistent gegenüber den extremen Bedingungen im Vakuum.

Wie beeinflussen externe Faktoren wie Feuchtigkeit und Staub die Leistung von Vakuumsensoren?

Vakuumsensoren sind in der Regel so konstruiert, dass sie in anspruchsvollen Umgebungen zuverlässig funktionieren. Dennoch können externe Faktoren wie Feuchtigkeit und Staub die Messgenauigkeit beeinträchtigen. Feuchtigkeit kann zu Kondensation auf dem Sensor führen, während Staubpartikel die Sensorelemente verunreinigen können. Es ist daher wichtig, den Sensor in einer sauberen und trockenen Umgebung zu installieren und regelmäßig zu überprüfen. Bei Bedarf sollten Schutzmaßnahmen wie Filter oder Gehäuse verwendet werden, um den Sensor vor solchen Einflüssen zu schützen.

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